Khoa Học News

Đôi mắt đơn giản chỉ gồm hai tế bào dẫn động vật nổi đến với ánh sáng

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách thức hoạt động của những đôi mắt tiến hóa đầu tiên và cách mà chúng dẫn đường cho phiêu sinh vật sống dưới biển đến với ánh sáng.

Ấu trùng của các loài động vật biển không xương sống như giun, bọt biển, sứa có đôi mắt đơn giản nhất trong tự nhiên. Chúng chỉ bao gồm vỏn vẹn có 2 tế bào: tế bào tiếp nhận kích thích ánh sáng và tế bào sắc tố. Đôi mắt tối thiểu này được gọi là đốm mắt giống với “mắt nguyên thủy” mà Charles Darwin đề ra dành cho những đôi mắt xuất hiện đầu tiên trong quá trình tiến hóa của động vật. Chúng không thể tạo thành hình ảnh nhưng cho phép loài vật cảm nhận được hướng ánh sáng. Khả năng này đặc biệt quan trọng đối với tính hướng sáng - ấu trùng động vật nổi dưới biển bơi về phía ánh sáng. Vô số động vật phù du được ánh sáng dẫn lối mỗi ngày. Chuyển động của chúng dẫn dòng chảy sinh khối lớn nhất trên trái đất.

Detlev Arendt, cùng với nhóm các nhà khoa học thực hiện nghiên cứu tại EMBL, cho biết: “Đã từ rất lâu không ai biết động vật hướng sáng nhờ đôi mắt đơn giản và hệ thần kinh đơn giản của chúng như thế nào. Chúng tôi nhận thấy rằng những đôi mắt đầu tiên xuất hiện trong thế giới động vật đã tiến hóa chính xác để phục vụ cho mục đích này. Hiểu được tính hướng sáng sẽ tiết lộ những giai đoạn đầu tiên trong tiến trình tiến hóa đôi mắt”.

Khi nghiên cứu ấu trùng sâu cát Platynereis dumerilii, các nhà khoa học phát hiện thấy một dây thần kinh kết nối với tế bào tiếp nhận kích thích ánh sáng thuộc đốm mắt, tế bào đó dẫn đến hành động bơi của ấu trùng. Tế bào tiếp nhận kích thích ánh sáng phát hiện ánh sáng rồi chuyển nó thành tín hiệu điện truyền theo hệ thần kinh của ấu trùng, điều này khiến cho mối liên hệ với các tế bào được tiếp nối với lông mao. Lông mao là các cấu trúc mỏng giống sợi tóc, ấu trùng vẫy lông mao để đẩy nước đi làm phát sinh chuyển động. Ánh sáng có chọn lọc chiếu vào đốm mắt làm biến đổi cử động của lông mao gần đó. Kết quả là gây ra biến đổi cục bộ trong dòng nước, nhưng cũng đủ để đổi chiều bơi, theo mô phỏng cách bơi của ấu trùng trên máy tính.

Ấu trùng sâu cát dưới biển Platynereis dumerilii có đôi mắt đơn giản nhất trong tự nhiên. Đôi mắt của chúng giống với những đôi mắt đầu tiên xuất hiện trong quá trình tiến hóa của động vật, cho phép ấu trùng định vị nhờ ánh sáng. (Ảnh: EMBL)

Tế bào đốm mắt thứ hai là tế bào sắc tố, với vai trò cảm nhận hướng dựa vào ánh sáng. Nó hấp thụ ánh sáng và phát ra bóng tối phủ lên tế bào tiếp nhận kích thích ánh sáng. Hình dạng của bóng tối này biến đổi tùy theo vị trí của nguồn sáng, và được truyền đạt tới lông mao qua tín hiệu của tế bào tiếp nhận ánh sáng.

Gáspár Jékely, cựu thành viên thuộc phòng thí nghiệm Arendt hiện là người chỉ đạo nhóm nghiên cứu tại MPI Sinh học phát triển, cho biết: “Platynereis có thể được coi là hóa thạch sống. Nó vẫn tồn tại ở cùng một môi trường như tổ tiên của nó hàng triệu năm trước, đồng thời vẫn giữ được nhiều đặc điểm giống tổ tiên. Nghiên cứu về đốm mắt ấu trùng của nó có lẽ là con đường gần nhất để chúng ta có thể tìm ra đôi mắt trông như thế nào khi chúng xuất hiện lần đầu tiên”.

Có thể sự kết hợp lại gần của cơ quan cảm nhận ánh sáng với lông mao đánh dấu một bước chuyển biến quan trọng trong quá trình tiến hóa đôi mắt của động vật. Rất nhiều loài động vật không xương sống dưới biển hiện nay vẫn sử dụng chiến lược này để hướng sáng.

Tham khảo
Jékely et al. Mechanism of phototaxis in marine zooplankton. Nature, 2008; 456 (7220): 395 DOI: 10.1038/nature07590

Thông tin biên tập: Xem tại đây
TIN CŨ HƠN
Quá trình "tịnh thân" thảm khốc của nữ thái giám - nhân vật bí ẩn trong lịch sử Trung Quốc

Quá trình "tịnh thân" thảm khốc của nữ thái giám - nhân vật bí ẩn trong lịch sử Trung Quốc

Với một quốc gia ngay từ thời cổ đại đã luôn có tư tưởng trọng nam khinh nữ, việc đưa những người phụ nữ vào cung để "tịnh thân" làm quan có lẽ là một điều ngoại lệ và khó hiểu.

Đăng ngày: 15/10/2026
Ý nghĩa 3 con sư tử trên áo đội tuyển Anh

Ý nghĩa 3 con sư tử trên áo đội tuyển Anh

3 chú sư tử cùng 10 bông hồng đỏ thắm được in trên ngực trái của tuyển Anh là một hình ảnh khá quen thuộc đối với những ai yêu mến đội bóng này, nó biểu trưng cho sự uy quyền, giàu sang và mạnh mẽ.

Đăng ngày: 13/10/2026
5 mẹo dân gian khiến rắn sẽ không dám bén mảng tới gần nhà bạn

5 mẹo dân gian khiến rắn sẽ không dám bén mảng tới gần nhà bạn

Mới đây nhất, người dân tại Tiền Giang vô cùng hoảng sợ khi chứng kiến cảnh tượng con rắn dài khoảng hơn 1 mét vùng vẫy trong phòng tắm tại nhà của một người dân.

Đăng ngày: 13/10/2026
Cách sống sót khi nhảy từ nhà cao tầng đang cháy

Cách sống sót khi nhảy từ nhà cao tầng đang cháy

Giảm độ cao hết mức và tăng các vật dụng ném xuống làm đệm là bí quyết giúp bạn sống sót khi mắc kẹt trong đám cháy nhà cao tầng.

Đăng ngày: 12/10/2026
"Mặt trái" của món ăn hàng đầu nước Pháp khiến ai cũng phải suy ngẫm

"Mặt trái" của món ăn hàng đầu nước Pháp khiến ai cũng phải suy ngẫm

Gan ngỗng vỗ béo mang hương vị thanh tao, béo nhẹ, kết cấu mềm mại như lụa, thay vì đặc ngấy như gan thông thường.

Đăng ngày: 11/10/2026
Những thiết kế vượt thời gian của Leonardo da Vinci

Những thiết kế vượt thời gian của Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci thường được mọi người biết đến là một họa sĩ thiên tài thời Phục hưng với những tác phẩm hội họa nổi tiếng như “Mona Lisa”.

Đăng ngày: 10/10/2026
Bà tổ của dòng máy bay “mang bầu” độc đáo nhất trên thế giới

Bà tổ của dòng máy bay “mang bầu” độc đáo nhất trên thế giới

"Guppy" (cá bảy màu) - là tên gọi của một dòng máy bay đặc biệt với khoang chứa hàng cực rộng chuyên để vận chuyển các hàng hóa quá khổ.

Đăng ngày: 08/10/2026
Khoa Học News